JP4968625B2 - 軌道検測装置 - Google Patents

Description

本発明は、レールの狂いを測定するための軌道検測装置に関する。

従来の軌道検測装置として、レールの長さ方向に沿って複数の支持点で支持される基準アームと、基準アームに搭載され、レールの長さ方向に沿う光線を検出する光検出手段と、一端が基準アームの一端に水平方向および上下方向に回転可能に連結された可動アームと、可動アーム上に搭載され、レールの長さ方向に沿う光線を出射する光出射手段とを有し、光出射手段から出射された光線の光検出手段による検出の情況が変化することにより、レールの狂いを検出するものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−３２１３３９号公報

レールの狂いを正確に検出するために、軌道検測装置では、基準アームおよび可動アームが常に同じ状態でレールに配置される必要がある。しかしながら、特許文献１記載の軌道検測装置では、基準アームおよび可動アームが常に同じ状態でレールに配置されているかどうか確認することができないという課題があった。このため、位置のずれによる誤差が生じるおそれがあり、正確な測定が困難であるという課題があった。なお、正確に測定するためには、測定の度に基準アームおよび可動アームの配置を確認しなければならず、測定時間が長くなる。

本発明は、このような課題に着目してなされたもので、レールに対する基準アームおよび可動アームの配置を容易に確認することができ、測定精度を高めることができる軌道検測装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係る軌道検測装置は、レールの長さ方向に沿って前記レール上を走行可能な基準アームと、一端が前記基準アームの一端に自在継手により取り付けられ他端にターゲットを有して前記レール上を走行可能な可動アームとを有し、前記基準アームに対する前記ターゲットの変位を検出することにより前記レールの狂いを測定するための軌道検測装置であって、前記基準アームおよび前記可動アームは前記レールの上面に接して走行可能にする走行車輪を有し、前記基準アームは前記走行車輪で走行するとき前記レールの一方の側面に接触して回転するよう設けられた基準ローラと、前記基準ローラの回転を目視または音で確認可能に設けられた基準回転確認手段とを有し、前記可動アームは前記走行車輪で走行するとき前記レールの一方の側面に接触して回転するよう設けられた可動ローラと、前記可動ローラの回転を目視または音で確認可能に設けられた可動回転確認手段とを有していることを、特徴とする。

本発明に係る軌道検測装置は、走行車輪により走行させながら測定を行うことができる。走行中、基準ローラおよび可動ローラがレールの一方の側面に接触して回転すると、基準回転確認手段および可動回転確認手段により、基準ローラおよび可動ローラの回転を目視または音で確認することができる。このため、基準ローラおよび可動ローラがレールの一方の側面に接触しているのを確認してから測定を行うことができる。このように、レールに対する基準アームおよび可動アームの配置を容易に確認することができ、位置のずれによる誤差を防いで、測定精度を高めることができる。

本発明に係る軌道検測装置で、前記基準回転確認手段は前記基準アームおよび前記可動アームが前記レール上に設置されたとき前記基準ローラの上方となる位置に、前記基準ローラと同軸で回転可能に設けられ、前記可動回転確認手段は前記基準アームおよび前記可動アームが前記レール上に設置されたとき前記可動ローラの上方となる位置に、前記可動ローラと同軸で回転可能に設けられていることが好ましい。この場合、基準回転確認手段および可動回転確認手段がそれぞれ基準ローラおよび可動ローラの上方で回転するため、基準ローラおよび可動ローラの回転を目視で容易に確認することができる。基準回転確認手段および可動回転確認手段は、例えば、回転プロペラや彩色された回転板などから成る。

本発明に係る軌道検測装置で、前記基準回転確認手段は前記基準ローラの回転により確認音を発生可能な構成を有し、前記可動回転確認手段は前記可動ローラの回転により確認音を発生可能な構成を有していてもよい。この場合、基準回転確認手段および可動回転確認手段が確認音を発生するため、基準ローラおよび可動ローラの回転を音で容易に確認することができる。特に、夜間の測定では、目視による確認が困難であるため、音により効果的に確認することができる。

本発明に係る軌道検測装置は、軌間アームを有し、レールの前記側面は軌道を構成する２本のレールの一方の内側面であり、前記軌間アームは、一端が前記基準アームに取り付けられ他端が前記２本のレールの他方の上を走行可能に設けられたアーム本体と、前記アーム本体の他端が前記レール上を走行するとき前記他方のレールの内側面に対し付勢されて前記内側面に接して回転するよう前記アーム本体に回転可能に設けられた軌間ローラと、前記アーム本体と前記軌間ローラとの間に設けられて前記アーム本体に対する前記２本のレールの軌間方向の前記軌間ローラの位置の変位量を測定可能な変位センサとを有することが好ましい。この場合、変位センサにより、アーム本体に対する２本のレールの軌間方向の軌間ローラの位置の変位量を測定することができる。これにより、２本のレールの間隔の変化を測定し、レール間隔の狂いを測定することができる。軌間ローラが他方のレールの内側面に対し付勢されているため、軌間ローラを他方のレールの内側面に接触させておくことができ、位置のずれによる誤差を防ぐことができ、測定精度を高めることができる。

本発明によれば、レールに対する基準アームおよび可動アームの配置を容易に確認することができ、測定精度を高めることができる軌道検測装置を提供することができる。

以下、図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。
図１乃至図３は、本発明の実施の形態の軌道検測装置を示している。
図１乃至図３に示すように、軌道検測装置１０は、基準アーム１１と可動アーム１２と軌間アーム１３とターゲット１４と撮影手段１５と距離計１６と角度計１７とハンドル１８と測定部（図示せず）とを有している。軌道検測装置１０は、所定の間隔で平行に設けられた２本のレール１ａ，１ｂの上に載せて、レール１ａ，１ｂの狂いを測定するのに使用される。

図１および図２に示すように、基準アーム１１は、細長い四角柱形状を成し、レール１ａの長さ方向に沿ってレール１ａ上に配置可能になっている。基準アーム１１は、一端１１ａの他端１１ｂ寄りの位置と他端１１ｂとに、それぞれレール１ａの上面に接触して走行するための走行車輪２１を有している。各走行車輪２１は、ウレタン製のタイヤを有し、レール１ａの上面との接地面積が小さくなるよう、踏面の横断面形状が円弧状を成している。各走行車輪２１は、上下方向に開口した枠体１１ｃの中に回転可能に配置されている。各走行車輪２１は、基準アーム１１がレール１ａ上に設置されたとき、進行方向がレール１ａの長さ方向に対し２〜３°の角度で外側に傾斜するよう設けられている。

基準アーム１１は、各走行車輪２１の位置に対応するレール１ａの内側面の側に、それぞれ基準ローラ１１ｄを有している。各基準ローラ１１ｄは、各走行車輪２１で走行するときレール１ａの内側面に接触して回転するようになっている。また、基準アーム１１は、基準ローラ１１ｄの上方となる位置に、基準ローラ１１ｄと同軸で回転可能に設けられた基準回転確認手段１１ｅを有している。基準回転確認手段１１ｅは、彩色された回転プロペラから成り、基準ローラ１１ｄの回転を目視で確認可能になっている。なお、基準アーム１１は、レール１ａからの電気が伝わらないよう、やや他端１１ｂ寄りの位置に絶縁部１１ｆを有している。

図１乃至図３に示すように、可動アーム１２は、細長く、基準アーム１１より断面が小さい四角柱形状を成している。可動アーム１２は、自在継手２２により、一端１２ａが基準アーム１１の一端１１ａに水平方向および上下方向に回転可能に連結されており、レール１ａの長さ方向に沿ってレール１ａ上に配置可能になっている。可動アーム１２は、他端１２ｂに、レール１ａの上面に接触して走行するための走行車輪２３を有している。走行車輪２３は、ウレタン製のタイヤを有し、レール１ａの上面との接地面積が小さくなるよう、踏面の横断面形状が円弧状を成している。走行車輪２３は、上下方向に開口した枠体１２ｃの中に回転可能に配置されている。走行車輪２３は、可動アーム１２がレール１ａ上に設置されたとき、進行方向がレール１ａの長さ方向に対し２〜３°の角度で外側に傾斜するよう設けられている。走行車輪２３は、上端が可動アーム１２の上面よりも高くなっている。

可動アーム１２は、走行車輪２３の位置に対応するレール１ａの内側面の側に、可動ローラ１２ｄを有している。可動ローラ１２ｄは、走行車輪２３で走行するときレール１ａの内側面に接触して回転するようになっている。また、可動アーム１２は、可動ローラ１２ｄの上方となる位置に、可動ローラ１２ｄと同軸で回転可能に設けられた可動回転確認手段１２ｅを有している。可動回転確認手段１２ｅは、彩色された回転プロペラから成り、可動ローラ１２ｄの回転を目視で確認可能になっている。

図１および図３に示すように、軌間アーム１３は、アーム本体２４と軌間ローラ２５と変位センサ２６とを有している。アーム本体２４は、細長い四角柱形状を成し、一端２４ａが基準アーム１１にほぼ垂直に取り付けられ、他端２４ｂがレール１ｂに配置可能になっている。アーム本体２４は、基準アーム１１の一端１１ａ側の走行車輪２１の位置に対応するレール１ａの内側面の側に取り付けられている。アーム本体２４は、他端２４ｂに、レール１ｂの上面に接触して走行するための走行車輪２７を有している。走行車輪２７は、ウレタン製のタイヤを有し、レール１ｂの上面との接地面積が小さくなるよう、踏面の横断面形状が円弧状を成している。走行車輪２７は、上下方向に開口した枠体２４ｃの中に回転可能に配置されている。なお、アーム本体２４は、レール１ｂからの電気が伝わらないよう、やや他端２４ｂ寄りの位置に絶縁部２４ｄを有している。

軌間ローラ２５は、アーム本体２４の他端２４ｂがレール１ｂ上に設置されたとき、レール１ｂの内側面に対し付勢されて接するよう、アーム本体２４と平行な２本の圧縮スプリング２５ａを介してアーム本体２４の他端２４ｂに設けられている。軌間ローラ２５は、軌間アーム１３が走行車輪２７で走行するときレール１ｂの内側面に接触して回転するようになっている。変位センサ２６は、リニアゲージから成り、各圧縮スプリング２５ａの間で、アーム本体２４と軌間ローラ２５との間に設けられている。変位センサ２６は、各圧縮スプリング２５ａとともに伸縮してその伸縮量を測定することにより、アーム本体２４に対する２本のレール１ａ，１ｂの軌間方向の軌間ローラ２５の位置の変位量を測定可能になっている。

図１乃至図３に示すように、ターゲット１４は、矩形板から成り、一方の面にその面の中心部からの位置を示す位置表示が記載されている。ターゲット１４は、位置表示の面を基準アーム１１の側に向けて、可動アーム１２の走行車輪２３より基準アーム１１に近い位置に固定されている。ターゲット１４は、可動アーム１２の走行車輪２３の上端の高さより低い位置で、可動アーム１２に固定されている。

図１および図２に示すように、撮影手段１５は、ＣＣＤカメラから成り、ターゲット１４を撮影可能に基準アーム１１の一端１１ａに固定されている。撮影手段１５は、基準アーム１１および可動アーム１２を真っ直ぐにしたとき、撮影範囲の中心がターゲット１４の位置表示の面の中心に位置するよう固定されている。

図１および図３に示すように、距離計１６は、基準アーム１１の一端１１ａ側の走行車輪２１の位置に対応する、レール１ａの外側面の側に取り付けられている。距離計１６は、基準アーム１１の一端１１ａ側の走行車輪２１に接続され、その走行車輪２１の回転により走行距離を測定可能になっている。角度計１７は、アーム本体２４の一端２４ａ寄りの進行方向側の側面に取り付けられている。角度計１７は、アーム本体２４の水平からの傾きを測定可能になっている。

図１および図２に示すように、ハンドル１８は、細長い棒状で、一端１８ａに握り部１８ｃを有している。ハンドル１８は、他端１８ｂが、基準アーム１１の中央上部のやや一端１１ａ寄りの位置に、水平方向および上下方向に回転可能に取り付けられている。

測定部は、コンピュータから成り、アーム本体２４の中央上部に取り付けられている。測定部は、変位センサ２６、撮影手段１５、距離計１６および角度計１７に接続され、変位センサ２６の測定値、撮影手段１５の撮影画像、距離計１６の測定値および角度計１７の測定値を取得可能になっている。また、測定部は、撮影手段１５の動作を制御可能になっている。測定部は、取得した撮影画像や測定値を解析可能になっている。

次に、作用について説明する。
軌道検測装置１０は、基準アーム１１および可動アーム１２を一方のレール１ａの上に配置し、軌間アーム１３のアーム本体２４の他端２４ｂを他方のレール１ｂの上に配置して使用される。軌道検測装置１０は、作業者が各レール１ａ，１ｂの間でハンドル１８を握り、基準アーム１１を可動アーム１２の方向に押すようにして走行させながら測定を行うことができる。これにより、走行車輪２１、２３、２７によりレール１ａ，１ｂ上を測定位置まで走行して、迅速に測定を行うことができる。

軌道検測装置１０は、走行中、基準ローラ１１ｄおよび可動ローラ１２ｄがレール１ａの内側面に接触して回転すると、基準回転確認手段１１ｅおよび可動回転確認手段１２ｅにより、基準ローラ１１ｄおよび可動ローラ１２ｄの回転を目視で確認することができる。基準回転確認手段１１ｅおよび可動回転確認手段１２ｅがそれぞれ基準ローラ１１ｄおよび可動ローラ１２ｄの上方で回転するため、目視で容易に確認することができる。このため、基準ローラ１１ｄおよび可動ローラ１２ｄがレール１ａの内側面に接触しているのを確認してから測定を行うことができる。このように、レール１ａに対する基準アーム１１および可動アーム１２の配置を容易に確認することができ、位置のずれによる誤差を防いで、測定精度を高めることができる。

走行車輪２１、２３の傾斜により、常にレール１ａの外側に向かう力が働くため、基準ローラ１１ｄおよび可動ローラ１２ｄを常にレール１ａの内側面に接触させておくことができる。さらに、各圧縮スプリング２５ａにより、基準ローラ１１ｄおよび可動ローラ１２ｄを常にレール１ａの内側面に接触させ、軌間ローラ２５をレール１ｂの内側面に接触させておくことができる。これにより、位置のずれによる誤差を防ぐことができ、測定精度をより高めることができる。

軌道検測装置１０は、撮影手段１５でターゲット１４を撮影することにより、基準アーム１１に対するターゲット１４の変位を検出し、レール１ａの狂いを測定することができる。ターゲット１４を可動アーム１２の走行車輪２３より基準アーム１１に近い位置に固定することにより、走行車輪２３の上端の高さより低い位置に固定することができるため、可動アーム１２のねじれに対する誤差を小さくすることができ、測定精度を高めることができる。

軌道検測装置１０は、変位センサ２６により、アーム本体２４に対する２本のレール１ａ，１ｂの軌間方向の軌間ローラ２５の位置の変位量を測定することができる。これにより、２本のレール１ａ，１ｂの間隔の変化を測定し、レール１ａ，１ｂの間隔の狂いを測定することができる。変位センサ２６を各圧縮スプリング２５ａの間に配置することにより、安定した測定を行うことができる。

軌道検測装置１０は、各走行車輪２１、２３、２７の踏面の横断面形状が円弧状を成しているため、レール１ａ，１ｂの上面の土砂や錆などの異物を避けやすく、異物による誤差を防ぐことができ、測定精度を高めることができる。

なお、軌道検測装置１０は、基準回転確認手段１１ｅが基準ローラ１１ｄの回転により確認音を発生可能な構成を有し、可動回転確認手段１２ｅが可動ローラ１２ｄの回転により確認音を発生可能な構成を有していてもよい。この場合、基準回転確認手段１１ｅおよび可動回転確認手段１２ｅが確認音を発生するため、基準ローラ１１ｄおよび可動ローラ１２ｄの回転を音で容易に確認することができる。特に、夜間の測定では、目視による確認が困難であるため、音により効果的に確認することができる。

本発明の実施の形態の軌道検測装置を示す平面図である。 図１に示す軌道検測装置の基準アームおよび可動アームの側面図である。 図１に示す軌道検測装置の正面図である。

符号の説明

１ａ，１ｂ レール
１０ 軌道検測装置
１１ 基準アーム
１１ｄ 基準ローラ
１１ｅ 基準回転確認手段
１２ 可動アーム
１２ｄ 可動ローラ
１２ｅ 可動回転確認手段
１３ 軌間アーム
１４ ターゲット
１５ 撮影手段
１６ 距離計
１７ 角度計
１８ ハンドル
２１，２３，２７ 走行車輪
２２ 自在継手
２４ アーム本体
２５ 軌間ローラ
２５ａ 圧縮スプリング
２６ 変位センサ

Claims (4)

1. レールの長さ方向に沿って前記レール上を走行可能な基準アームと、一端が前記基準アームの一端に自在継手により取り付けられ他端にターゲットを有して前記レール上を走行可能な可動アームとを有し、前記基準アームに対する前記ターゲットの変位を検出することにより前記レールの狂いを測定するための軌道検測装置であって、
   前記基準アームおよび前記可動アームは前記レールの上面に接して走行可能にする走行車輪を有し、
   前記基準アームは前記走行車輪で走行するとき前記レールの一方の側面に接触して回転するよう設けられた基準ローラと、前記基準ローラの回転を目視または音で確認可能に設けられた基準回転確認手段とを有し、
   前記可動アームは前記走行車輪で走行するとき前記レールの一方の側面に接触して回転するよう設けられた可動ローラと、前記可動ローラの回転を目視または音で確認可能に設けられた可動回転確認手段とを有していることを、
   特徴とする軌道検測装置。
2. 前記基準回転確認手段は前記基準アームおよび前記可動アームが前記レール上に設置されたとき前記基準ローラの上方となる位置に、前記基準ローラと同軸で回転可能に設けられ、
   前記可動回転確認手段は前記基準アームおよび前記可動アームが前記レール上に設置されたとき前記可動ローラの上方となる位置に、前記可動ローラと同軸で回転可能に設けられていることを、
   特徴とする請求項１記載の軌道検測装置。
3. 前記基準回転確認手段は前記基準ローラの回転により確認音を発生可能な構成を有し、
   前記可動回転確認手段は前記可動ローラの回転により確認音を発生可能な構成を有していることを、
   特徴とする請求項１記載の軌道検測装置。
4. 軌間アームを有し、
   レールの前記側面は軌道を構成する２本のレールの一方の内側面であり、
   前記軌間アームは、一端が前記基準アームに取り付けられ他端が前記２本のレールの他方の上を走行可能に設けられたアーム本体と、前記アーム本体の他端が前記レール上を走行するとき前記他方のレールの内側面に対し付勢されて前記内側面に接して回転するよう前記アーム本体に回転可能に設けられた軌間ローラと、前記アーム本体と前記軌間ローラとの間に設けられて前記アーム本体に対する前記２本のレールの軌間方向の前記軌間ローラの位置の変位量を測定可能な変位センサとを有することを、
   特徴とする請求項１，２または３記載の軌道検測装置。

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